Das Verfahren und die Auswertung
Der Scratch-Test, auch Ritzprüfung genannt, ist eine etablierte Methode in der Materialprüfung. Der Test simuliert im Labor die Belastungen, denen eine Beschichtung im alltäglichen Gebrauch ausgesetzt ist. Gemäß ASTM C1624 und ISO 20502, sowie DIN EN 1071-3 können damit die Adhäsions- und Kohäsionsfestigkeiten von Beschichtungen geprüft werden.
Der Scratch
Ein Diamant-Indentor mit abgerundeter Spitze (Rockwell) wird auf die Oberfläche aufgesetzt. Während die Probe mit konstanter Geschwindigkeit verfahren wird, hinterlässt der Indentor eine Kratzspur.
Die Prüfkraft, die der Indentor auf die Oberfläche ausübt, kann entweder konstant sein oder ansteigen. Eine konstante Prüfkraft eignet sich, um die Kratz- oder Ritzhärte zu bestimmen. In den meisten Messungen verwendet man jedoch den progressiven Modus. Dabei wird die Kraft des Indentors entweder stufenweise oder linear erhöht.
Bei sehr geringer Last hält die Beschichtung dem Indentor stand. Mit steigender Kraft erhöht sich auch die Materialbeanspruchung, so dass es ab einem bestimmten Punkt – der kritischen Last LC – zu Materialversagen kommt: Es bilden sich für die spezifische Beschichtung charakteristische Schadensmuster (Risse) und schließlich splittert die Beschichtung ab.
Die Auswertung
Die Auswertung findet in erster Linie optisch statt. Unter dem hochauflösenden Mikroskop stellt der Prüfer fest, ab welcher Kraft sich die ersten Risse gebildet haben, oder wann die Beschichtung absplittert. Häufige Schadensmuster sind fischgrätenförmige Risse, mondförmige Schäden und großflächige Absplitterungen.
Der Scratch-Test ist ein vergleichendes Testverfahren, das immer auf Referenzmessungen beruht. Deswegen muss der Benutzer selbst die Kriterien festlegen, die für ihn eine kritische Last definieren.
Unterstützend zu der mikroskopischen Auswertung können das ST 30 und das ST 200 auch weitere Kenngrößen erfassen, z.B. die Tangentialkraft und die akustischen Emissionen.
Die Tangentialkraft FT ist der Widerstand, den das Material gegen den Indentor ausübt. Dieser Wert kann zusammen mit der ausgeübten Kraft FN zur Berechnung des Reibungskoeffizienten genutzt werden.
Die akustische Emission, also das Kratzgeräusch, nimmt häufig zu, wenn die Beschichtung versagt. Dies kann mit den Scratch-Testern von Fischer gemeinsam mit dem Kräfteverlauf ausgewertet werden.
Darauf sollten Sie achten: Indentor-Abnutzung
Beim Scratch-Test ist der Indentor ein Verbrauchsmaterial. Da er sich besonders bei Hartstoffschichten wie DLC schnell abnutzt, sollte der Indentor regelmäßig unter dem Mikroskop kontrolliert werden. Richtwert: ein Rockwell-Diamantindentor hält ca. 100-200 Messungen bei Hartstoffschichten.
- Zum Produkt: FISCHERSCOPE ST30 und ST200 FISCHERSCOPE ST30 und ST200
